Spiegato: come e perché il Covid-19 ha interrotto la produzione di automobili
L'interruzione delle catene di approvvigionamento ha creato una carenza di chip, costringendo i produttori di automobili a rallentare la produzione. Come funziona l'industria globale della produzione di chip e come si sono verificati shock simili in precedenza?
Mentre un paese dopo l'altro è andato in blocco, le persone hanno finito per acquistare più computer, telefoni e dispositivi di gioco mentre restavano a casa. E poiché le fabbriche sono state chiuse, le case automobilistiche hanno ridotto gli acquisti di chip. Questo fondamentalmente ha rimodellato la domanda e l'offerta. Mercedes-Benz India ha recentemente pubblicato annunci che invitano i potenziali clienti a sopportare un breve periodo di attesa per le consegne dei veicoli. È una richiesta insolita per la casa automobilistica di lusso tedesca, ma non è la sola a chiedere ai clienti di essere pazienti.
I tempi di attesa per le auto sono attualmente tra i più lunghi degli ultimi tempi e la carenza di parti critiche come i chip semiconduttori viene citata come una delle ragioni principali. Sia i produttori globali che quelli indiani hanno segnalato problemi di produzione legati alla disponibilità di chip e sono stati costretti a frenare la produzione.
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Perché sta succedendo?
Un componente comune tra automobili, prodotti elettronici, dispositivi medici ed elettrodomestici intelligenti è il chip dei circuiti integrati (IC). I circuiti integrati sono la base di tutte le moderne apparecchiature elettroniche e il chip è il loro cervello e centro nevralgico. Il circuito è essenzialmente un'aggregazione di componenti elettronici - resistori, transistor, condensatori - inseriti in un piccolo chip di silicio e collegati tra loro per eseguire una o più funzioni.
Prima della pandemia di Covid-19, ogni anno a livello globale venivano prodotti in media circa un trilione di chip. Si tratta di circa 120 chip a persona, il che sembrerebbe molto, considerando che solo una piccola percentuale della popolazione globale utilizza elementi connessi di fascia alta contenenti molti chip. Ma la carenza di chip oggi ha molto a che fare con la pandemia e come ha cambiato il comportamento dei consumatori.
Mentre un paese dopo l'altro è andato in blocco, le persone hanno finito per acquistare più computer, telefoni e dispositivi di gioco mentre restavano a casa. E poiché le fabbriche sono state chiuse, le case automobilistiche hanno ridotto gli acquisti di chip. Questo fondamentalmente ha rimodellato la domanda e l'offerta.
Ora, con la ripresa della domanda delle case automobilistiche, le società di chip stanno cercando di adeguare la produzione e le forniture a settori come quello automobilistico.
Le case automobilistiche utilizzano chip in tutto, dai sensori del servosterzo e degli iniettori di carburante ai sistemi di navigazione e alle telecamere di parcheggio. Man mano che le auto diventano 'più intelligenti' e più 'connesse', le parti e i componenti elettronici oggi rappresentano il 40% del costo di una nuova auto con motore a combustione interna, rispetto a meno del 20% di due decenni fa. I chip rappresentano la maggior parte di questo aumento.
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Fonti: Gartner; TrendForce Perché le case automobilistiche non potevano fare scorta?
Con consegne just-in-time, le case automobilistiche in genere mantenevano scorte di scorte basse e si affidavano a una catena di approvvigionamento dell'industria elettronica per alimentare le linee di produzione secondo la domanda. C'erano due ragioni per questo: un costante calo dei prezzi degli input e miglioramenti nella potenza di elaborazione dei chip. Il numero di transistor montati nei chip dei circuiti IC è raddoppiato ogni due anni. Questo fenomeno, ampiamente noto come Legge di Moore, significava dispositivi più piccoli con maggiori velocità di elaborazione.
Ma gran parte dei progressi nella progettazione dei chip sono stati sul lato non automatico. L'industria automobilistica si è generalmente attenuta ai chip di base che hanno svolto le stesse funzioni nel corso degli anni, principalmente aiutando il servosterzo o l'assistenza alla navigazione. Data la tradizionale dipendenza dell'industria automobilistica dai chip di fascia bassa, i produttori di chip all'avanguardia si sono concentrati sul segmento non automobilistico. I prodotti di base utilizzati nell'industria automobilistica, come i microcontrollori, sono realizzati su contratto presso vecchie fonderie.
Inoltre, l'industria automobilistica spende solo circa 40 miliardi di dollari l'anno in chip, circa un decimo del mercato globale. In confronto, solo una società, Apple, spende di più in chip solo per realizzare un prodotto: gli iPhone.
Come si configura il mercato dei semiconduttori?
I tre grandi produttori di chip sono Intel (USA), Samsung (Corea del Sud) e TSMC (Taiwan). Intel e Samsung sono produttori di dispositivi integrati in grado di progettare, produrre e vendere chip da un capo all'altro. TSMC è una fonderia che produce chip per aziende che non hanno fabbriche o stabilimenti propri. Secondo la società di consulenza McKinsey, costruire un impianto con le ultime linee di produzione a 5 nanometri costa almeno 5,4 miliardi di dollari. Un esempio del chip a 5 nanometri è l'A14 Bionic, che alimenta l'iPhone 12. Sono prodotti da TSMC.
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La carenza di chip è qualcosa di nuovo?
Non proprio. Qualcosa di simile alla carestia dei chip del 2021 si è verificato almeno quattro volte negli ultimi tre decenni e l'impatto è stato maggiore in ogni occasione successiva. Tra le ragioni c'è stato il terremoto in Giappone del 2011 e un'impennata della domanda a seguito del boom del PC del 1994 e del 1995. In quasi tutti i casi, le carenze sono sorte dopo che il lato dell'offerta non è riuscito a raggiungere la domanda.
Una delle prime carenze di chip, nel 1988, è stata attribuita a un accordo commerciale di semiconduttori del 1986 tra Stati Uniti e Giappone. Per impedire ai produttori giapponesi di scaricare chip negli Stati Uniti, l'amministrazione Ronald Reagan ha convinto il Giappone a stipulare un patto per aiutare a rilanciare la produzione americana.
Un rapporto del 12 marzo 1988 del New York Times affermava che il patto vietava alle aziende giapponesi di vendere sottocosto e il governo giapponese consigliava alle aziende di limitare la produzione, il che avrebbe prosciugato l'eccesso di offerta che aveva mantenuto bassi i prezzi. Inoltre, il Giappone, sotto la pressione americana, è diventato più severo nel rilasciare licenze di esportazione per i chip, rallentando le esportazioni. Mentre queste mosse hanno aiutato a ridurre la produzione di chip e il dumping si è fermato, i prezzi sono [ora] così alti che i prezzi minimi richiesti nell'accordo sono discutibili, afferma il rapporto.
Tirare le redini sui giapponesi ha aiutato l'industria dei semiconduttori taiwanese, che si è evoluta dall'essere un negozio di lavoro per altre aziende in un'industria multimiliardaria. Aziende come TSMC hanno guadagnato direttamente: secondo TrendForce, TSMC ha ottenuto il 54% dei ricavi globali delle fonderie di $ 86,65 miliardi nel 2020. Taiwan ha registrato il 64%.
Un'elevata dipendenza dei fornitori di semiconduttori da un'unica fonte a Taiwan per gli MCU, combinata con un vincolo generale di capacità presso gli IDM (produttori di dispositivi integrati) e le fonderie, causerà carenze fino al terzo trimestre (luglio-settembre 2020). Ciò è aggravato dalle carenze generali dell'infrastruttura sui vecchi processi dei semiconduttori, nonché dall'elevata domanda di chip ad alte prestazioni dalle industrie adiacenti, ha affermato IHS Markit in un rapporto del febbraio 2021.
Quindi cosa succede adesso?
I paesi con o senza un'impronta nella produzione di semiconduttori stanno lavorando per garantire le loro forniture di chip. Nel maggio 2020, TSMC aveva annunciato una fabbrica da 12 miliardi di dollari in Arizona; all'inizio di questo mese, in una mossa che viene vista come una sfida per TSMC e Samsung, Intel ha annunciato una spesa di 20 miliardi di dollari per costruire due stabilimenti in Arizona.
Il governo indiano ha rinnovato gli sforzi quasi decennali per far sì che le aziende costruiscano impianti di fabbricazione di semiconduttori in India o acquisiscano fabbriche di semiconduttori al di fuori dell'India. I precedenti tentativi del Centro di rendere l'India autosufficiente per le fabbriche di semiconduttori sono stati in gran parte costretti alla camicia di forza dalle richieste delle società di attutire gli inevitabili investimenti di capitale con varie soluzioni.
Dato che la produzione di semiconduttori è un processo complesso, l'elevata dipendenza da un'unica fonte rende la catena di approvvigionamento soggetta a shock. Un chip impiega dalle 12 alle 16 settimane dall'ordine alla spedizione per dispositivi relativamente complessi come gli MCU (unità di microcontrollore) e fino a 26 settimane per un sensore inerziale utilizzato in un sistema di stabilità del veicolo. La catena di approvvigionamento è complessa e gestire le sue dipendenze lungo la catena attraverso un'accurata organizzazione dell'ordinazione e il mantenimento di un equilibrio delle scorte è fondamentale per una fornitura puntuale. Questo equilibrio è facilmente turbato da dinamiche di mercato inusuali, come la pandemia di Covid-19. E questa crisi ha messo in luce la fragilità dell'ecosistema, soprattutto quando sono in gioco altre dinamiche, ha osservato IHS Markit.
In particolare, una caratteristica chiave di una carenza di chip è che quasi ogni evento del genere porta scosse di assestamento, dato che il primo crea una domanda repressa che diventa la causa della successiva carestia.
Questo articolo è apparso per la prima volta nell'edizione cartacea il 31 marzo 2021 con il titolo 'Aspetta la tua auto, è Covid'.
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